Сверхпроводники обещают революцию в технологиях — от левитирующих поездов до мощных ускорителей частиц и медицинских сканеров. Однако их работа ограничена хрупким балансом: слишком сильный ток или магнитное поле разрушает состояние, при котором электричество течёт без сопротивления.
В обычных измерениях постоянным током этот предел трудно достичь. Его опережают квантовые вихри — крошечные «торнадо» из магнитного потока, которые возникают в сверхпроводниках второго рода и быстро вызывают нагрев и сопротивление.
Учёные из Института Макса Планка в Гамбурге нашли способ обойти эту помеху. Они использовали лазерные импульсы длительностью 300 фемтосекунд, которые превращались в электрические импульсы всего в несколько пикосекунд. За это время вихри не успевали сдвинуться и нарушить сверхпроводимость.
В эксперименте ниобий-нитрид выдержал ток в 2,2 раза выше обычного критического значения, а затем сверхпроводимость резко прекратилась — именно так и должно происходить при разрыве куперовских пар. В материале на основе иттрий-барий-меди оксида процесс шёл плавнее из-за иной симметрии энергетической щели.
Новый метод позволяет напрямую измерять фундаментальные свойства материалов, недоступные при обычных измерениях. Он открывает путь к тестированию множества сверхпроводников на их истинных пределах и к созданию более устойчивых устройств.
Исследование опубликовано в Nature Physics и показывает, что скорость иногда решает всё: достаточно опередить квантовые процессы, чтобы увидеть, на что действительно способен материал.
